DE2338414C3

DE2338414C3 - Naßpresse mit verlängertem Preßspalt zur Entwässerung einer Faserbahn

Info

Publication number: DE2338414C3
Application number: DE2338414A
Authority: DE
Inventors: Leroy Henry Beloit Wis. Busker; Robert Adrian Rockton Ill. Daane
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Priority date: 1972-08-07
Filing date: 1973-07-28
Publication date: 1979-04-26
Also published as: CA981955A; JPS4957105A; NL7310813A; FR2195723A1; SE389352B; IT992865B; AU5858273A; AR202191A1; GB1426084A; US3840429A; ZA734823B; FR2195723B1; BR7305983D0; DE2338414B2; DE2338414A1; JPS5138806B2

Description

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Die Erfindung betrifft eine Naßpresse mit verlängertem Preßspalt zur Entwässerung einer Faserbahn, insbesondere Papierbahn, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Sie behandelt das Problem der Wiederbenetzung der Papierbahn, d. h. des Zurückfließens des Wassers aus der Filzbahn in die Papierbahn. Dieses Problem ist im Gegensatz zu den Naßpressen mit kurzem Preßspalt, bei denen die zu entwässernde Papierbahn mit einer Filzbahn durch den von zwei Walzen gebildeten Preßspalt geführt ist deshalb bei den Naßpressen mit verlängertem Preßspalt von Bedeutung, weil hier mehr Zeit für die Wiederbenetzung beziehungsweise Rückbefeuchtung der Filzbahn zur Verfügungsteht

Die Triebkräfte, die das Wasser aus der Filzbahn in die Papierbahn rückleiten, sind im allgemeinen sich ausdehnende Lufträume, die in dem Papier ein Vakuum entwickeln, sowie eine kapillare Haltekraft, die das Obertreten des Wassers in das Papier fördert Im Gegensatz zu den Naßpressen mit kurzem Preßspalt (US-PS 3214326 und DE-PS 5 7S453) erlaubt eine Naßpresse mit verlängertem Preßspalt (DE-OS 21 55 547) wegen der verlängerten Kompressionszone gegenüber der Entlastungszone höhere Maschinengeschwindigkeiten. Für diese Gattung von Naßpressen stellt sich jedoch — wie gesagt — das Problem der Wiederbefeuchtung der Faserbahn in besonderem Maße, se daß es die der Erfindung zugrundeliegende Rahmenaufgabe ist, bei einer derartigen Naßpresse mit verlängertem Preßspalt der Wiederbefeuchtung entgegen zu wirken. Gelingt dies, so ergeben sich vorteilhafte Auswirkungen auf den Aufbau der gesamten Trockenpartie einer Papierherstellungsmaschine, weil ein verbesserter Wirkungsgrad im Naßpreßbereich sich in einer Platzersparnis im Trockenbereich auswirken kann.

Es ist nun aus der US-PS 32 14 326 für eine Naßpresse mit kurzem Preßspalt bekannt geworden, zwischen der Faserbahn und der Filzbahn eine begrenzt wasserdurchlässige Bahn mitlaufen zu lassen, die zwar unter dem Preßdruck alles Wasser aus der Faserbahn in die Filzbahn überzuströmen erlaubt, eine Wiederbefeuchtung der Faserbahn vor dem Abheben derselben aber verhindern solL Hierzu wird ein gewebtes Band vorgesehen, das aus nicht wasseraufnehmenden synthetischen Fäden besteht Die die Rückbefeuchtung hindernde Bahn kann auch mit der wasseraufnehmenden Bahr zusammengewebt sein.

Diese gegen eine Wiederbefeuchtung der Faserbahn vorgesehene NaBpresse sieht deshalb ein Gewebeband als Sperre gegen den Rückfluß von Wasser vor, weil die Durchlässigkeit in Entwässerungsrichtung in Anbetracht der Kürze des Preßspaltes und hoher Maschinengeschwindigkeiten relativ groß sein muß. Für eine ROckbefeuchtung soll nur noch die Kapillarwirkung des Gewebes maßgebend sein, die jedoch kaum zur Wirkung kommt, da die Faserbahn bei einer Naßpresse mit kurzem Preßspalt unmittelbar hinter dem Preßspalt von dem Sperrgewebe abhebt

Es wurde erkannt, daß ein solches gewebtes Sperrband für eine Naßpresse mit verlängertem Preßspalt absolut unbrauchbar ist, da die Kapillarwirkung auf der verlängerten Entspannungszone nachhaltig zur Wirkung kommen könnte, womit die Faserbahn in unerwünschter Weise trotzdem wieder befeuchtet würde. Die Saugwirkung von Kapillaren ist nämlich um so ausgeprägter, je größer die Zeitdauer ist, in der sie zur Wirkung gelangen können. Die Entspannungszeit ist aber bei einer Naßpresse mit verlängertem Preßspait und demgemäß verlängerter Entspannungszone relativ groß.

Auf diese neuen Erkenntnissen beruhend hat sich die Erfindung die Rumpfaufgabe gestellt, für eine Naßpresse mit verlängertem Preßspalt ein den Wasserrückfluß

hemmendes Sperrband zu finden, das keine Kapillare, d. h. enge und röhrenförmige, längere Kanäle, hat Die Lösung für diese Aufgabe besteht aus den im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Mitteln.

Die Fortschrittlichkeit der Erfindung besteht darin, daß in der relativ lang andauernden Entspannungsphase nach der Druckphase eine Rückbefeuchtung der zu entwässernden Faserbahn weitgehend verhindert wird, indem dif» aus nicht wasseraufnehmenden Material bestehende dünne und mit einer definiert kleinen Durchlässigkeitsgrad behaftete Sperrbahn keine nennenswerte Kapillarwirkung aufweist Im Rahmen der angegebenen Grenzwerte des Durchlässigkeitsgrades hat man es in der Hand, durch Versuche den wirtschaftlichsten Kompromiß zwischen der Durchlässigkeit in Entwässerungsrichtung und der Sperrfunktion einzustellen.

Die Durchflufiöffnungen in dem porösen Sperrband werden zweckmäßig gleichmäßig verteilt und erhalten einen Durchmesser etwa gleich der Dicke des Bandes. Sie werden zweckmäßig in einem Abstand des zwei- bis zehnfachen ihren Durchmessers angeordnet Dies alles setzt eine mögliche Kapillarwirkung weiterhin herab. Eine wirkungsvolle Entwässerung mit einem Minimum an Rückbefeuchtung wird erhalten, wenn das Verhältnis zwischen der Druckeinwirkung und der Entlastung zeitlich in dem Bereich zwischen 20:1 liegt

Verschiedene Ausführungsformen von Naßpressen mit verlängertem Preßspalt gemäß der Erfindung sL"d in den Patentansprüchen 6—10 angegeben und werden in der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Naßpresse mit einer hydraulischen Druckvorrichtung im Kompressionsbereich,

F i g. 2 eine graphische Darstellung des Zusammenhanges zwischen der Verdichtungszeit und der Entspannungszeit in einem länglichen Preßspalt, und

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Naßpresse mit um eine Walze herumgeführter, gespannter Bahn.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 wird eine feuchte Papierbahn W, die aus der Bahnbildungszone kommt, durch einen verlängerten PreBspalt der dargestellten Naßpresse geführt Die Papierbahn W wird mit einer Filzbahn F zusammen durch den Spalt geführt wobei diese Filzbahn das Wasser, das aus der Papierbahn gepreßt wird, aufnimmt Die Filzbahn wird normalerweise in Schleifen durch eine Filzentwässerungsvorrichtung geführt, in der die Feuchtigkeit verringert wird, obwohl der Feuchtigkeitsgehalt als nicht kritisch angesehen wird.

Zwischen der Papierbahn Wund der Filzbahn Fwird ein dünnes, poröses Band S geführt um den Wasserübergang zwischen dem Filz und dem Papier zu verzögern oder zu kontrollieren. Dieses Band wird von Führungswalzen geführt und besteht aus wasserundurchlässigem Material wie porösem rostfreiem Stahl oder Kunststoff. Obwohl das Band den Wasserstrom verzögert fließt ausreichend Wasser durch das Band in die Filzbahn, da die Verdichtungszeit wesentlich langer ist als die Entspannungs- oder Entlastungszeit jedoch wird die Verzögerung des Wasserstromes weitgehend die Rückbefeuchtung während der Entspannungszeit verringern.

In dem PreBspalt der sich entlang der Ausdehnung der Träger 16 und 17 erstreckt wird die Bahn über die wasserundurchlässigen Bänder 10 und 11 mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt Die Träger bilden eine hydraulische Druckkammer 18 und 19 oberhalb und unterhalb der Bänder. Die Druckkammern wenden seitlich durch Abdichtwände 20,21 bzw. 22,23 begrenzt Zwischen den Abdichtwänden und den Bändern 10, 11 sind nicht dargestellte, zweckmäßig geschmierte verschleißfeste Leisten vorgesehen. Die unter Druck stehende Flüssigkeit wird Ober die Zuführleitungen 24 und 25 den Druckkammern 18, 19 zugeführt Da die Papierbahn zwischen den Bändern 10, 11 eingebettet ist, und die Bänder innerhalb der Druckkammern von hydraulischem Preßdnick beaufschlagt sind, unterliegt die Papierbahn W einem Verdichtungsdruck. Sobald die Bänder und Bahnen die Druckvorrichtung im Bereich der Abdichtwände 21,23 verlassen, fällt der Druck ab, und die Entspannung tritt ein. Die Entspannungszeit wird zweckmäßig klein gehalten und kann verkürzt werden, wenn man die Spaltweite zwischen den Abdichtwänden 21 und 23 verkleinert

Wie aus F i g. 1 ferner ersichtlich ist, läuft zwischen der Faserbahn W und der Filzbahn F die bereits erwähnte Bahn 5 mit, die begrenzt wasserdurchlässig ist und aus nicht wasseraufnehmendem Material besteht Die Faserhahn W ist zusammen mit dem wasserundurchlässigen Band 10 um obere Walzen 12, 13 herumgeführt wogegen die Filzbahn F mit dem unteren wasserundurchlässigen Band 11 um Walzen 14, 15 herumgeführt ist Dazwischen sind alle Bänder und Bahnen geradeauslaufend durch die Druckvorrichtung mit den Druckkammern 18,19 geführt

Die Wasserdurchlässigkeit des dünnen Bandes S, das mit öffnungen versehen ist ist eingestellt auf einen Durchlässigkeitsgrad von 5 χ 10^Ι0-0,1 χ 10-'°, wobei der Durchlässigkeitsgrad das Verhältnis zwischen dem durch die Öffnungen bestimmten offenen und dem geschlossenen Anteil einer Flächeneinheit des Bandes ist Zwischen diesen Grenzwerten des Durchlässigkeitsgrades, dessen Dimension strenggenommen »cm²/cm²« ist stellt sich trotz der Absperrwirkung des Bandes in der Verdichtungszone innerhalb der Druckvorrichtung wegen der Länge des Preßspaltes eine ausreichende Entwässerung der Papierbahn Win die Filzbahn Fein, womit jedoch der Vorteil verbunden ist, daß innerhalb der Entiastungszone die Sperrfunktion des Bandes S eine Rückbefeuchtung der Papierbahn W mit dem von der Filzbahn F aufgenommenen Wasser verhindert Es kann zweckmäßig sein, das Band S mit einer wasserabstoßenden Schicht zu versehen.

F i g. 2 zeigt den Druckverlauf über die Zeit, dem die Papierbahn W ausgesetzt ist. Der Druck steigt beim Zusammenlaufen der Bahnen im Bereich der Walzen 12 und 14 an und erreicht einen konstanten Höchstwert 26 beim Durchlauf durch die Druckvorrichtung der Naßpresse. Beim Verlassen dieser Druckzone fällt der Druck zu Beginn der Entspannungszone, was durch die gestrichelte Linie 28 angedeutet ist, nach der Kurve 27 ab.

Die Zeitdauer der Verdichtung ist notwendigerweise langer als die Zeitdauer der Entspannung, vorzugsweise wesentlich länger als in einem Verhältnis von 10:1, zweckmäßig 20:1.

Das wasserdurchlässige Band S besieht aus einem porösen rostfreien Stahl von beispielsweise 0,0254 cm Dicke. Es kann auch aus Kunststoff bestehen oder aus einem wasserdurchlässigen Oberflächenüberzug auf der Filzbahn. Die Durchlässigkeit kann grundsätzlich durch

die Porosität des Bahnmaterials oder durch Lochungen in der Bahn erzielt werden.

Versuche haben ergeben, daß sich der Zusammenhang zwischen dem Durchlässigkeitsgrad, der anfänglichen Feuchtigkeit des Bandes, der minimalen Feuchtigkeit vor der Entspannung und der austretenden Feuchtigkeit bei einem Zeitintervall von 20 :1 zwischen Verdichtung und Entspannung wie folgt darstellt:

Durchlässig	Anfangliche	Minimale	Austretende
keitsgrad	Feuchtigkeit	Feuchtigkeit	Feuchtigkeit
		% vor der
	%	Entspannung	%
5Ox 10-¹⁰	83	41	83
5x10-'«	83	41	53
1 χ iO-¹⁰	83	42	45
0,5x10-»°	83	43	44
0,3 xl0-">	83	43	44
0,1 XlO-'⁰	83	4»	50
0,05 XlO-'⁰	83	61	61

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Demnach ist ein Band mit einem Durchlässigkeitsgrad von 5OxIO-¹⁰ zu offen und begünstigt eine wesentliche Rückbefeuchtung. Dagegen ist ein Durchlässigkeitsgrad von 0,05 χ 10-^l0 zu eng, so daß während der Verdichtung das Wasser nicht ausgepreßt wird. Ein Durchlässigkeitsgrad in der Nähe von 0,5 χ 10-¹⁰ erlaubt hingegen ein maximales Auspressen des Wassers während der Verdichtung, verbunden mit einer minimalen Rückbefeuchtung während der Entspannung, womit ein optimaler Trockengehalt im Naßpreßarbeitsgang erhalten wird, der bei üblichen Naßpressen mit zwei Druckwalzen und mit gleichen Verhältnissen zwischen Verdichtungs- und Bntspannungszeil nicht erhalten werden kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. J werden die Preßflächen einerseits von einer rotierenden Walze 30 und andererseits von einem wasserundurchlässigen Band 32 gebildet, das die Walze auf einem Bogen umschlingt, wobei das poröse Band S zwischen der Papierbahn Wund der Filzbahn Feingebettet ist. Wenn die Fiizbahn F Ober die Oberfläche der Walze geführt ist, wird diese zweckmäßig als mit Nuten 34 versehene Registerwalze ausgeführt. Diese Nuten müssen genügend klein sein, um ein Markieren der Papierbahn W zu vermeiden. Alle Bänder beziehungsweise Bahnen werden durch nicht dargestellte Walzen gespannt geha'ten.

Was die Eigenschaften des wasserdurchlässigen, mitlaufenden Bandes S angeht, so haben dessen öffnungen zweckmäßig einen Durchmesser in der Größenordnung der Dicke des Bandes. Der Abstand zwischen den Offnungen liegt zweckmäßig zwischen der zweifachen bis zehnfachen Banddicke, zum Beispiel wenn man ein Band mit einer Dicke von 0,0127 cm verwendet, werden die Öffnungen einen Durchmesser von 0,0127 cm haben, wobei der Abstand zwischen den Öffnungen 0,0254 cm bis 0,127 cm betragen kann. Ein derartiges Band wird einen Strömungswiderstand in das System einführen und die Eigenschaft haben, den Flüssigkeitsfilm, der nach der Verdichtung an der Papierbahn anliegt, minimal zu halten, wobei dieser Flüssigkeitsfilm auf die Wassermenge begrenzt wird, die in den kleinen verteilten Öffnungen verbleiben könnte.

Hierzu 1 Biatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Naßpresse mit verlängertem Preßspalt zur Entwässerung einer Faserbahn, insbesondere Papierbahn, bei der die Faserbahn mit einer benachbarten wasseraufnehmenden Bahn, zum Beispiel einer Filzbahn, zwischen zwei endlosen, bewegten und wasserundurchlässigen Preßflächen geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Faserbahn (W) und der Filzbahn (F) eine begrenzt wasserdurchlässige, aus nicht wasseraufnehmendem Material bestehende Bahn mitläuft und daß diese Bahn aus einem dünnen, mit öffnungen versehenen Band (SJ mit einem Durchlässigkeitsgrad ι s von 5XlO-¹⁰ bis 0,1 χ 10-'° besteht, wobei der Durchlässigkeitsgrad das Verhältnis zwischen dem offenen und dem geschlossenen Anteil einer Flächeneinheit des Bandes ist

Z Naßpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußöffnungen im Band (S) gleichförmig verteilt sind.

3. Naßpressen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Durchflußöffnungen etwa gleich der Dicke des Bandes (S) ist

4. Naßpresse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußöffnungen in einem Abstand des zwei- bis zehnfachen ihrer Durchmesser angeordnet sind.

5. Naßpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Verhältnis zwischen der Druckeinwirkung und der Entlastung zeitlich in dem Bereich von 20:1 liegt

6. Naßpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Preßflächen von zwei endlosen, wasserundurchlässigen bewegten Bändern gebildet sind, die mittels eines hydraulischen Druckes in zwei gegenüberliegenden Druckvorrichtungen gegeneinander gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der in Druckkammern vorliegende Druck kolbenlos, das heißt unmittelbar auf die Binder (10, 11) einwirkt, rwischen denen und der Faserbahn (W) einerseits towie der Filzbahn (^andererseits das poröse Band (SJ mitläuft

7. Naßpresse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßflächen einerseits von einer rotierenden Walze (30) und andererseits von einem wasserundurchlässigen Band (32) gebildet sind, das die Walze auf einem Bogen umschlingt, wobei das poröse Band (S) zwischen der Faserbahn (W) und der Filzbahn (f? eingebettet ist

8. Naßpresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Filzbahn (F) über die Oberfläche der Walze (30) geführt und die Walze mit Nuten (34) versehen ist (F i g. 3).